JP2005105943A - 動作点制御装置、それを搭載したハイブリッド車両、及び動作点制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの動作点を第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行する際に、車輌の前後振動の発生を抑える。
【解決手段】電子制御ユニットはエンジンに対する目標トルクｔｅ＊の他、エンジンの回転数ｎｅの変化速度に基づいて、連続可変バルブタイミング機構による吸気弁の目標開閉タイミングＶＴ＊と、アクチュエータによるスロットルバルブの目標開度ＳＶＰ＊と、点火プラグでの目標点火時期ＩＴ＊をそれぞれ求める（ステップＳ３０２）。目標開閉タイミングＶＴ＊については、ＶＴ＊の変化速度が、エンジンの回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、ＶＴ＊を細かく設定して、それらの値を求める。ＳＶＰ＊、ＩＴ＊についても、同様にして、それらの値を求める。
【選択図】図６

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、動力を出力する原動機と、この原動機の出力した動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、発電により得られた電力を用いて、駆動軸に出力される動力が所望の動力となるよう運転される電動機と、を備えた動力出力装置における、上記原動機の動作点を制御する技術に関するものである。

近年、燃料の燃焼により動力を出力するガソリンレシプロエンジンなどの原動機の燃費や排ガス浄化性能の飛躍的な向上と車両の走行性能の確保との両立を目的として、いわゆるハイブリッド車両の構成が種々提案されている。ハイブリッド車両は大きく分けると、原動機により発電機を駆動して発電を行い、発電した電力で電動機を駆動して車両の推進力を得るシリーズハイブリッド方式と、駆動軸に原動機と電動機とをそれぞれ結合し、原動機と電動機とにより車両の推進力を得るパラレルハイブリッド方式と、が知られている。いずれの方式でも、駆動軸の回転数やトルクに依存することなく、原動機の回転数やトルクを自由に操作することができる。従って、ハイブリッド車両では、原動機の動作点を、例えば、燃費の最もよい動作ライン（以下、燃費ベストの動作ラインという）に沿うように運転させることができるため、ハイブリッド車両は原動機のみを駆動源とする従来の車両に比べて、省資源性および排気浄化性に優れている。

これらの方式のうち、例えば、パラレルハイブリッド方式の車両では、原動機であるエンジンから出力された動力の一部は動力調整装置により駆動軸に伝達される。残余の動力は動力調整装置によって電力に変換される。この電力はバッテリに蓄電されたり、エンジン以外の動力源としての電動機を駆動するのに用いられる。

動力調整装置としては、例えば、回転軸を有する電動発電機と、駆動軸とエンジンの出力軸と電動発電機の回転軸とにそれぞれ結合された３軸を有するプラネタリギヤと、を用いた機械分配型動力調整装置や、エンジンの出力軸に結合されたロータと駆動軸に結合されたロータとを備える対ロータ電動機を用いた電気分配型動力調整装置などを適用することができる。

プラネタリギヤは、周知の通り、３軸のうち２軸の回転数およびトルクが決まると残余の回転軸の回転数およびトルクが決まる性質を有している。かかる性質に基づき、例えばエンジンの出力軸に結合された回転軸から入力された機械的な動力の一部を駆動軸に出力しつつ、残る回転軸に結合された電動発電機によって残余の動力を電力として取り出すことができる。また、この電動発電機に電力を供給することにより、エンジンから出力された動力を増大して駆動軸に伝達することも可能である。

一方、対ロータ電動機では、既に知られている通り、２つのロータ間の回転数差、即ちすべり量を制御することによって、一方のロータから他方のロータに機械的な動力を伝達しつつ、残余の動力を電力として取り出すことができる。また、電力を供給することによって、機械的な動力を増加させつつ他方のロータに伝達することもできる。

ところで、ハイブリッド車両では、上述したとおり、駆動軸の回転数やトルクに依存することなく、原動機であるエンジンの回転数やトルクを自由に操作することができるため、エンジンの動作点を、上述のような燃費ベストの動作ラインに沿うように運転させることもできるし、また、他の動作ライン、例えば、最大トルクの動作ライン、すなわち、エンジンの回転数−トルク特性において、各回転数毎のトルクが最大となるポイントをそれぞれ結んで成る動作ライン（以下、トルクベストの動作ラインという）に沿うように運転させることもできる。

つまり、ハイブリッド車両では、エンジンについて、予め、複数の動作ラインを設定しておき、運転状態に応じて、それら動作ラインを適宜切り換えて運転することができる。

このように、原動機であるエンジンについて複数の動作ラインを設定し、それらを適宜切り換えて運転することが可能なハイブリッド車両として、従来では、例えば、下記の特許文献１に記載のものが知られている。

特開２０００−８７７７４号公報

今、エンジンの動作ラインとして、第１の動作ラインと第２の動作ラインの２つの動作ラインが設定されている場合を考える。なお、エンジンの回転数−トルク特性において、第２の動作ラインは、第１の動作ラインに対して高トルク側に位置する。

このような２つの動作ラインとしては、例えば、第１の動作ラインとして、燃費ベストの動作ライン、第２の動作ラインとして、トルクベストの動作ラインの組み合わせが考えられる。

従来のハイブリッド車両においては、このように２つの動作ラインが設定されている場合に、エンジンの動作点を、第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行しようとすると、次のような問題があった。

例えば、パラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両で、動力調整装置として、機械分配型動力調整装置を用いる場合、エンジンの回転数は、エンジンにプラネタリギアを介して結合される電動発電機のトルクによって調整できる。また、その他、エンジンに対する制御としては、上記した回転数の制御の他、連続可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）の進角（以下、ＶＶＴ進角という場合がある。）の制御や、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度という場合がある。）の制御や、点火プラグでの点火時期（以下、単に点火時期という場合がある。）の制御などがある。

図１１は従来技術において第１の動作ラインから第２の動作ラインへ移行する際のエンジンの動作点の軌跡を示す説明図である。図１１において、縦軸はエンジン１５０のトルクｔｅを、横軸はエンジン１５０の回転数ｎｅを、それぞれ示している。

そこで、従来技術においては、エンジンの動作点を第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行する場合、すなわち、図１１に示すように、エンジンの動作点を、第１の動作ライン上にあるＡ点から、第２の動作ライン上にあってＡ点と同じパワーの等パワーライン上にあるＣ点まで、移動させる場合、次のように制御していた。まず、エンジン回転数，ＶＶＴ進角，スロットル開度，点火時期について、それぞれ、同じように最終的な目標値を与え、その後は、エンジン回転数，ＶＶＴ進角，スロットル開度，点火時期について、各々の目標値までの変更を成り行きで行っていた。

しかしながら、エンジン回転数は、ＶＶＴ進角，スロットル開度，点火時期に比較して、応答が遅いため、ＶＶＴ進角，スロットル開度，点火時期については、早期に目標値になるよう変化するが、エンジン回転数については、目標値になるまでに或る程度の時間がかかってしまう。その結果、図１１に示すように、エンジンの動作点は、Ａ点から、トルク上昇により、回転数をほぼ変えることなく、第２の動作ライン上にあるＢ点まで移動し、その後、エンジン回転数の変化速度にしたがって、第２の動作ライン上を徐々に移動し、最終的にＣ点に至ることになる。

すなわち、従来技術においては、エンジン回転数の変化速度が遅いため、エンジンの動作点が等パワーラインから外れてしまい、動力性能が落ち、車両の前後振動（ノイズバイブレーション：以下、ＮＶという）が発生し、ドライバに違和感を与えてしまうという問題があった。

従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、エンジンの動作点を第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行する際に、ＮＶの発生を抑えることが可能な動作点制御装置、それを搭載したハイブリッド車両、及び動作点制御方法を提供することにある。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の動作点制御装置は、動力を出力する原動機と、該原動機の出力した動力の少なくとも一部を用いて発電し得る発電機と、発電により得られた電力を用いて、駆動軸に出力される動力が所望の動力となるよう運転される電動機と、を備えた動力出力装置における前記原動機の動作点を制御するための動作点制御装置であって、
前記原動機の回転数とトルクとの関係において、前記原動機の動作点を制御する際の動作ラインとして、第１の動作ラインと、該第１の動作ラインよりも高トルク側に位置する第２の動作ラインと、を予め設定すると共に、前記原動機の動作点を前記第１の動作ラインから前記第２の動作ラインに移行するよう制御する際に、前記原動機のトルクを制御するための制御パラメータの目標値を、その変化速度が前記原動機の回転数の変化速度にほぼ一致するよう設定して、前記原動機の動作点を制御することを要旨とする。

このように、本発明の動作点制御装置では、原動機の動作点を第１の動作ラインからそれよりも高トルク側に位置する第２の動作ラインに移行するよう制御する際に、原動機のトルクを制御するための制御パラメータの目標値を、その変化速度が原動機の回転数の変化速度にほぼ一致するよう設定して、原動機の動作点を制御するようにしているため、原動機の動作点は等パワーラインに沿って移行することになる。従って、原動機の動作点は、等パワーラインから外れることなく、第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行するため、動力性能を保つことができる。よって、このような動作点制御装置と動力出力装置をハイブリッド車両に搭載した際には、車両におけるＮＶの発生を抑えることができる。

本発明の動作点制御装置において、前記原動機は、エンジンであることが好ましい。エンジンは、車両に用いられる原動機として一般的なものだからである。

本発明の動作点制御装置において、前記制御パラメータは、前記エンジンに搭載される連続可変バルブタイミング機構による吸気弁の開閉タイミング、前記エンジンにおけるスロットルバルブの開度または前記エンジンにおける点火プラグでの点火時期のうちの少なくとも１つであることが好ましい。

これらのパラメータは、いずれも、その値を変化させることによって、エンジンから出力されるトルクを調整することができるからである。

本発明の動作点制御装置において、前記原動機の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸は、３軸を有するプラネタリギヤにそれぞれ結合されていてよい。

こうすることにより、発電機と、プラネタリギアと、を用いた機械分配型動力調整装置を構成することができるからである。

本発明の動作点制御装置において、前記発電機は、前記原動機の出力軸に結合されたロータと前記駆動軸に結合されたロータとを備える対ロータ電動機であってよい。

こうすることにより、対ロータ電動機を用いた電気分配型動力調整装置を構成することができるからである。

本発明のハイブリッド車両は、上記した動作点制御装置と、前記動力出力装置と、を搭載したハイブリッド車両であって、前記駆動軸に出力される動力によって車輪を駆動することを要旨とする。

本発明のハイブリッド車両によれば、原動機の動作点を第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行するよう制御する際に、原動機の動作点は、等パワーラインから外れることなく、第１の動作ラインから第２の動作ラインに移行するため、動力性能を保つことができ、車両におけるＮＶの発生を抑えることができる。

なお、本発明は、上記した動作点制御装置などの装置発明の態様に限ることなく、動作点制御方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例の構成：
Ｂ．一般的動作：
Ｃ．エンジンの動作点制御処理：
Ｃ−１．通常制御処理：
Ｃ−２．移行時制御処理：
Ｄ．実施例の効果：
Ｅ．変形例：
Ｅ−１．変形例１：
Ｅ−２．変形例２：
Ｅ−３．変形例３：
Ｅ−４．変形例４：

Ａ．実施例の構成：
はじめに、本発明の一実施例の構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施例としての動作点制御装置、及び動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。

このハイブリッド車両の構成は大きくは、駆動力を発生する動力系統と、その制御系統と、駆動源からの駆動力を駆動輪１１６、１１８に伝達する動力伝達系統と、運転操作部等とからなっている。

また、上記動力系統はエンジン１５０を含む系統とモータＭＧ１，ＭＧ２を含む系統とからなっており、制御系統は、エンジン１５０の運転を主に制御するための電子制御ユニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０と、モータＭＧ１，ＭＧ２の運転を主に制御するための電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵと呼ぶ）１９０と、ＥＦＩＥＣＵ１７０およびハイブリッドＥＣＵ１９０に必要な信号を検出し入出力する種々のセンサ部とからなっている。

なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０およびハイブリッドＥＣＵ１９０の内部構成は具体的には図示していないが、これらはそれぞれ内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、以下に示す種々の制御処理を行うよう構成されている。

ＥＦＩＥＣＵ１７０およびハイブリッドＥＣＵ１９０による制御によって、エンジン１５０からの動力を受け、更にプラネタリギヤ１２０により、このエンジン１５０の動力に対して、モータＭＧ１，ＭＧ２の動力あるいは発電により調整された動力を駆動軸１１２に出力する構成を、以下では、動力出力装置１１０と呼ぶ。

動力出力装置１１０におけるエンジン１５０は、スロットルバルブ２６１を介して吸入口２００から空気を吸入すると共に、燃料噴射弁１５１からガソリンを噴射し、吸入した空気と噴射したガソリンとで混合気を生成する。このとき、スロットルバルブ２６１は、アクチュエータ２６２によって開閉駆動される。エンジン１５０は、生成した混合気を吸気弁１５３を介して燃焼室１５２に吸入し、この混合気の爆発により押し下げられるピストン１５４の運動をクランクシャフト１５６の回転運動に変換する。この爆発は、イグナイタ１５８からディストリビュータ１６０を介して導かれた高電圧によって点火プラグ１６２が形成した電気火花によって混合気が点火され燃焼することで生じる。燃焼により生じた排気は、排気口２０２を通って大気中に排出される。

また、エンジン１５０は、吸気弁１５３の開閉タイミングを変更するＶＶＴ１５７を備える。このＶＶＴ１５７は、吸気弁１５３を開閉駆動する吸気カムシャフト（図示せず）のクランク角に対する位相を進角することにより、吸気弁１５３の開閉タイミングを調整する。

一方、エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。例えば、スロットルバルブ２６１は、その開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ２６３によって得られる検出信号に基づき、ＥＦＩＥＣＵ１７０によりアクチュエータ２６２を用いて、所望の開度となるようにフィードバック制御されている（すなわち、スロットル開度の制御）。また、上記したＶＶＴ１５７における吸気カムシャフトの位相の進角も、吸気カムシャフトのポジションを検出するカムシャフトポジションセンサ２６４により得られる検出信号に基づいて、ＥＦＩＥＣＵ１７０により目標の位相となるようフィードバック制御がなされる（すなわち、ＶＶＴ進角の制御）。さらに、点火プラグ１６２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０がイグナイタ１５８を制御することによって、その点火時期が制御される（すなわち、点火時期の制御）。その他には、吸入空気量に応じた燃料噴射量制御などがある。

また、エンジン１５０のこのような制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０には、上記したスロットルバルブポジションセンサ２６３やカムシャフトポジションセンサ２６４の他にも、エンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、クランクシャフト１５６の回転数と回転角度を検出するためにディストリビュータ１６０に設けられた回転数センサ１７６及び回転角度センサ１７８や、イグニッションキーの状態を検出するスタータスイッチ１７９などが、接続されている。なお、その他のセンサ，スイッチなどの図示は省略した。

次に、図１に示すモータＭＧ１，ＭＧ２の概略構成について説明する。モータＭＧ１は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１３３とを備えており、ステータ１３３は、ケース１１９に固定されている。このモータＭＧ１は、ロータ１３２に備えられた永久磁石による磁界とステータ１３３に備えられた三相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作し、場合によってはこれらの相互作用によりステータ１３３に備えられた三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。

モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１４３とを備えており、ステータ１４３も、ケース１１９に固定されている。また、このモータＭＧ２もモータＭＧ１と同様に、電動機あるいは発電機として動作する。

これらのモータＭＧ１，ＭＧ２は、第１および第２の駆動回路１９１，１９２を介して、バッテリ１９４およびハイブリッドＥＣＵ１９０に電気的に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１９０は、制御信号により第１および第２の駆動回路１９１，１９２を駆動して、三相コイルの各相に流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相コイルにより、回転磁界が形成され、これらのモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動される。

モータＭＧ１，ＭＧ２の制御を含むハイブリッド車両の運転状態の制御を可能とするために、ハイブリッドＥＣＵ１９０には、この他各種のセンサおよびスイッチが電気的に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１９０に接続されているセンサおよびスイッチとしては、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａ、シフトポジションセンサ１８４、水温センサ１７４、バッテリ１９４の残容量検出器１９９などがある。

ハイブリッドＥＣＵ１９０は、これらのセンサを通じて運転操作部からの種々の信号やバッテリ１９４の残容量等を入力し、また、エンジン１５０を制御するＥＦＩＥＣＵ１７０との間で種々の情報を、通信によってやりとりしている。

運転操作部からの種々の信号として、具体的には、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａからのアクセルペダルポジション（アクセルペダル１６４の踏込量）、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキペダル１６５の踏込量）、シフトポジションセンサ１８４からのシフトポジション（シフトレバー１８２の位置）がある。また、バッテリ１９４の残容量は残容量検出器１９９で検出される。

駆動源からの駆動力を駆動輪１１６、１１８に伝達する動力伝達系統の構成は次の通りである。エンジン１５０の動力を伝達するためのクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合され、このプラネタリキャリア軸１２７は、プラネタリギヤ１２０において、プラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を軸支するプラネタリキャリア軸１２７を介して、プラネタリピニオンギヤ１２３に結合されている。また、モータＭＧ１のロータ１３２は、プラネタリキャリア軸１２７に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸１２５を介して、プラネタリギヤ１２０におけるサンギヤ１２１に結合されている。さらに、モータＭＧ２のロータ１４２は、リングギヤ軸１２６を介して、プラネタリギヤ１２０におけるリングギヤ１２２に結合されている。

なお、機構学上周知のことであるが、プラネタリギヤ１２０は上述のサンギヤ軸１２５、リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア軸１２７の３軸のうちいずれか２軸の回転数およびこれらの軸に入出力されるトルクが決定されると、残余の１軸の回転数およびその回転軸に入出力されるトルクが決定されるという性質を有している。

一方、リングギヤ１２２には、動力取り出し用の動力取出ギヤ１２８が、リングギヤ１２２とモータＭＧ１との間の位置で結合されている。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９により動力受取ギヤ１１３に接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力受取ギヤ１１３との間で動力の伝達がなされる。この動力受取ギヤ１１３は駆動軸１１２を介して動力伝達ギヤ１１１に結合されており、この動力伝達ギヤ１１１はさらにディファレンシャルギヤ１１４を介して左右の駆動輪１１６、１１８に結合されていて、これらに動力を伝達できるようになっている。

Ｂ．一般的動作：
次に、図１に示すハイブリッド車両の一般的な動作について簡単に説明する。前述した構成を有するハイブリッド車両は走行時において、駆動軸１１２に出力すべき要求パワーに相当する動力をエンジン１５０から出力し、出力された動力を以下の通りトルク変換して駆動軸１１２に伝達している。トルク変換は、例えば駆動軸１１２から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン１５０のクランクシャフト１５６が高回転数かつ低トルクで回転している場合には、エンジン１５０の出力している動力の一部をモータＭＧ１により電力として回収し、その電力によりモータＭＧ２を駆動する。

具体的には、まずエンジン１５０から出力された動力が、プラネタリギヤ１２０においてサンギヤ軸１２５に結合されたモータＭＧ１に伝達される動力と、リングギヤ軸１２６を介して駆動軸１１２に伝達される動力とに分配される。この動力分配は、リングギヤ軸１２６の回転数が要求回転数に一致するような条件下で行われる。サンギヤ軸１２５に伝達された動力は、モータＭＧ１により電力として回生される。一方、この電力を用いてリングギヤ軸１２６に結合されたモータＭＧ２を駆動することにより、リングギヤ軸１２６にはトルクが付加される。このトルク付加は駆動軸１１２に要求トルクが出力されるように行われる。こうしてモータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやりとりされる動力を調整することにより、エンジン１５０から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸１１２から出力することができるのである。

逆に、駆動軸１１２から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン１５０のクランクシャフト１５６が低回転数かつ高トルクで回転している場合には、エンジン１５０の出力している動力の一部をモータＭＧ２により電力を回収し、その電力によりモータＭＧ１を駆動する。

なお、モータＭＧ１またはＭＧ２によって回収された電力の一部は、バッテリ１９４に蓄積するが可能である。また、バッテリ１９４に蓄積された電力を用いて、モータＭＧ１またはＭＧ２を駆動することも可能である。

なお、上記トルク変換において用いられるプラネタリギヤ１２０の回転数には、次のような関係が知られている。即ち、プラネタリギヤ１２０について、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）をρとすれば、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓ、プラネタリキャリア軸１２７の回転数Ｎｃ、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒの間には、一般に次式（１）の関係が成立する。本実施例の場合、サンギヤ軸１２５の回転数ＮｓはモータＭＧ１の回転数ｎｇと等価なパラメータであり、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒは車速およびモータＭＧ２の回転数ｎｍと等価なパラメータであり、プラネタリキャリア軸１２７の回転数Ｎｃはエンジン１５０の回転数ｎｅと等価なパラメータである。

Ｎｓ＝Ｎｃ＋（Ｎｃ−Ｎｒ）／ρ ・・・（１）

Ｃ．エンジンの動作点制御処理：
次に、本実施例におけるエンジン１５０の動作点制御処理について説明する。
図２は本実施例において用いられるエンジン１５０の動作ラインを示す説明図である。図２において、縦軸はエンジン１５０のトルクｔｅを、横軸はエンジン１５０の回転数ｎｅを、それぞれ示している。

本実施例では、エンジン１５０の動作ラインとして、図２に示すように、第１の動作ラインＬ１と、その第１の動作ラインＬ１よりも高トルク側に位置する第２の動作ラインＬ２の、２つの動作ラインが設定されており、これら２つの動作ラインを切り換えて利用することができる。このような２つの動作ラインとしては、例えば、第１の動作ラインＬ１として、燃費ベストの動作ライン、第２の動作ラインＬ２として、トルクベストの動作ラインの組み合わせが考えられる。

また、本実施例では、エンジン１５０の動作ラインとして、第１の動作ラインＬ１を利用するか、第２の動作ラインＬ２を利用するか、の切り換えは、ハイブリッドＥＣＵ１９０が、アクセルペダル１６４の踏込量に基づいて、車速を考慮しながら行う。また、第１の動作ラインＬ１に対応して、第１のフラグが、第２の動作ラインＬ２に対応して、第２のフラグが、それぞれ用意されており、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、第１の動作ラインＬ１を選択して利用する際には、第１のフラグを立て、第２のフラグを降ろし、第２の動作ラインＬ２を選択して利用する際には、第１のフラグを降ろし、第２のフラグを立てるようにする。

図３は本実施例におけるエンジン１５０の動作点制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。

図３に示す処理ルーチンが実行されると、先ず、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、エンジン１５０の動作点が、第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行中であるかどうかを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、第１のフラグが降り、第２のフラグが立っていて（すなわち、第２の動作ラインＬ２が選択されていて）、しかも、エンジン１５０の動作点が、第２の動作ラインＬ２上にない場合に、第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行中であると判定し、それ以外の場合には、第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行中でないと判定する。

Ｃ−１．通常制御処理：
従って、例えば、今、第１のフラグが立ち、第２のフラグが降ろされていて（すなわち、第１の動作ラインＬ１が選択されていて）、エンジン１５０の動作点が、第１の動作ラインＬ１上にあるものとすると、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行中でないと判定する。

このように移行中でないと判定した場合、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、通常制御処理を実行する（ステップＳ２０）。通常制御処理は、図４に示すハイブリッドＥＣＵ側制御処理と、図５に示すＥＦＩＥＣＵ側制御処理と、に分かれている。

図４はハイブリッドＥＣＵ１９０による通常制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンはハイブリッドＥＣＵ１９０のＣＰＵ（図示せず）により実行される処理である。

図４に示す処理ルーチンが開始されると、まず、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、エンジン１５０に対する要求パワーｓｐｖを算出する処理を行う（ステップＳ１００）。この要求パワーｓｐｖは、次の式（２）により計算される。

ｓｐｖ＝ｓｐａｃｃ＋ｓｐｃｈｇ ...（２）

ここで、式（２）の右辺各項は、次の通りである。

・ｓｐａｃｃ：車両を走行させる駆動トルクを全てエンジン１５０の出力により賄う場合のパワー（発電量に換算した値）。アクセルペダル１６４の踏込量と車速とをパラメータとするマップから求める。なお、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、前述したように、アクセルペダル１６４の踏込量を、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａから得、車速を、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを検出するセンサ（図示せず）から得るようにしている。

・ｓｐｃｈｇ：バッテリ１９４の充放電の要求パワー。バッテリ１９４の残容量から求められる。一般に、残容量が低い場合には、充電の要求が高く、例えば、残容量が約６０［％］で充放電の要求は０、それ以上では放電要求となる。

なお、右辺には、これらの他、エアコンが駆動される場合の補正量などを加えるようにしてもよい。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、算出した要求パワーｓｐｖに基づいて、選択されている動作ラインから、エンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊と目標トルクｔｅ＊を求める（ステップＳ１０２）。前述したとおり、この場合、第１のフラグが立ち、第２のフラグが降ろされており、利用する動作ラインとして第１の動作ラインＬ１が選択されているため、要求パワーｓｐｖと第１の動作ラインＬ１から、目標回転数ｎｅ＊と目標トルクｔｅ＊を求める。

一方、エンジン１５０から出力される動力（パワー）Ｐｅは、周知のように、エンジン１５０の回転数ｎｅとトルクｔｅの積（ｎｅ×ｔｅ）として表されるので、エンジン１５０からのパワーＰｅが一定となる等パワーラインを図２に記載すると、例えば、Ｐｅａの如くになる。

従って、例えば、ステップＳ１００で算出したエンジン１５０に対する要求パワーｓｐｖがＰｅａであるとすると、図２において、その等パワーラインＰｅａと第１の動作ラインＬ１との交点であるＡ点を求めれば、そのＡ点での回転数ｎｅ１とトルクｔｅ１が、求めるべきエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊と目標トルクｔｅ＊となる。すなわち、このＡ点は、エンジン１５０に対する目標動作点と言える。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、先に求めたエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊から、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇ＊を算出する（ステップＳ１０４）。前述したように、プラネタリギヤ１２０の関係式である式（１）おいて、サンギヤ軸１２５の回転数ＮｓはモータＭＧ１の回転数ｎｇと等価なパラメータであり、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒは車速と等価なパラメータであり、プラネタリキャリア軸１２７の回転数Ｎｃはエンジン１５０の回転数ｎｅと等価なパラメータである。しかも、車速は既にステップＳ１００で得ているため、式（１）を用いれば、エンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊から、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇ＊を容易に求めることができる。

続いて、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、モータＭＧ１の実際の回転数ｎｇを、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを検出するセンサ（図示せず）から得て、その回転数ｎｇが先に求めた目標回転数ｎｇ＊になるように、モータＭＧ１のトルクｔｇを制御する（ステップＳ１０６）。具体的には、この制御はいわゆる比例積分制御（ＰＩ制御）によって行われる。即ち、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇ＊と実際の回転数ｎｇとの偏差に所定の比例定数をかけて得られる比例項と、上記偏差の時間積分値に所定の比例定数をかけて得られる積分項と、の和から、モータＭＧ１に対する目標トルクｔｇ＊を求めて、モータＭＧ１のトルクｔｇが目標トルクｔｇ＊になるように制御するのである。

こうして、モータＭＧ１の回転数ｎｇがモータＭＧ１に対する目標回転数ｎｇ＊になるように、モータＭＧ１のトルクｔｇを制御することによって、エンジン１５０の実際の回転数ｎｅも、エンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊に等しくなるようになる。何故なら、定常走行中は車速がほぼ一定であると仮定できるので、式（１）から、モータＭＧ１の回転数ｎｇがモータＭＧ１に対する目標回転数ｎｇ＊になれば、必然的に、エンジン１５０の回転数ｎｅはエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊となるからである。

その後、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、ステップＳ１０２で求めたエンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊を、通信によってＥＦＩＥＣＵ１７０に伝達する（ステップＳ１０８）。

従って、以上の処理ルーチンを実行することによって、エンジン１５０の動作点は、図２に示す、選択された第１の動作ラインＬ１に沿って移動することになる。

図５はＥＦＩＥＣＵ１７０による通常制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンはＥＦＩＥＣＵ１７０のＣＰＵ（図示せず）により実行される処理である。

図５に示した処理ルーチンが開始されると、まず、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、通信よってハイブリッドＥＣＵ１９０から伝達された、エンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊を受け取る（ステップＳ２００）。

次に、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、受け取ったエンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊に基づいて、ＶＶＴ１５７による吸気弁１５３の目標開閉タイミングＶＴ＊と、アクチュエータ２６２によるスロットルバルブ２６１の目標開度ＳＶＰ＊と、点火プラグ１６２での目標点火時期ＩＴ＊をそれぞれ求める（ステップＳ２０２）。

一般に、ＶＶＴ１５７において、吸気弁１５３の開閉タイミングとして、吸気カムシャフトの位相を進角するように制御すると、その分、燃焼室１５２に吸入された混合気を圧縮する行程が長くなるためエンジン１５０から出力されるトルクｔｅが増大することが知られている。また、スロットルバルブ２６１では、アクチュエータ２６２によってスロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰを大きくすると、エンジン１５０から出力されるトルクｔｅが増大することも、良く知られている。さらに、点火プラグ１６２では、その点火時期を進角することによって、エンジン１５０から出力されるトルクｔｅが増大することも知られている。

従って、ＶＶＴ１５７によって吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴを、アクチュエータ２６２によってスロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰを、イグナイタ１５８によって点火プラグ１６２での点火時期をそれぞれ変化させることによって、エンジン１５０から出力されるトルクｔｅを、直接的に変化させることができる。

そこで、受け取ったエンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊に基づいて、エンジン１５０からその目標トルクｔｅ＊を実際に出力させる際に必要となる、吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴと、スロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰと、点火プラグ１６２での点火時期ＩＴと、をそれぞれ求める。そして、求めた吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴとスロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰと点火プラグ１６２での点火時期ＩＴとを、それぞれ目標開閉タイミングＶＴ＊と目標開度ＳＶＰ＊と目標点火時期ＩＴ＊とする。

次に、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、以上のようにして求めた吸気弁１５３の目標開閉タイミングＶＴ＊に基づいて、吸気弁１５３の実際の開閉タイミングＶＴがその目標開閉タイミングＶＴ＊になるように、ＶＶＴ１５７に対し進角制御を行う。また、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、同様に、求めたスロットルバルブ２６１の目標開度ＳＶＰ＊に基づいて、スロットルバルブ２６１の実際の開度ＳＶＰが目標開度ＳＶＰ＊になるように、アクチュエータ２６２を制御する。さらに、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、同様に、求めた点火プラグ１６２での目標点火時期ＩＴ＊に基づいて、点火プラグ１６２における実際の点火時期ＩＴが目標点火時期ＩＴ＊になるように、イグナイタ１５８を制御する（ステップＳ２０４）。

従って、以上のような制御処理ルーチンを実行することによって、エンジン１５０から出力されるトルクｔｅが調整されて、エンジン１５０からは要求パワーｓｐｖとほぼ等しい動力が出力されるようになる。

Ｃ−２．移行時制御処理：
一方、例えば、今、エンジン１５０の動作点が、図２において、等パワーラインＰｅａと第１の動作ラインＬ１との交点であるＡ点にあると共に、利用するエンジン１５０の動作ラインが、第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に切り換えられ、第１のフラグが降り、第２のフラグが立っている（すなわち、第２の動作ラインＬ２が選択されている）ものとする。この場合、前述した図３におけるステップＳ１０では、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、エンジン１５０の動作点が第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行中であると判定する。

このように移行中であると判定した場合、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、移行時制御処理を実行する（ステップＳ３０）。移行時制御処理も、通常制御処理と同様に、ハイブリッドＥＣＵ側制御処理と、ＥＦＩＥＣＵ側制御処理と、に分かれている。このうち、移行時制御処理におけるハイブリッドＥＣＵ側制御処理は、図４に示した通常制御処理におけるハイブリッドＥＣＵ側制御処理と同様である。

移行時制御処理におけるハイブリッドＥＣＵ側制御処理では、図４に示したように、まず、ハイブリッドＥＣＵ１９０が、エンジン１５０に対する要求パワーｓｐｖを算出する処理を行う（ステップＳ１００）。例えば、今、算出したエンジン１５０に対する要求パワーｓｐｖが、前述と同様のＰｅａであるものとする。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、算出した要求パワーｓｐｖに基づいて、選択されている動作ラインから、エンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊と目標トルクｔｅ＊を求める（ステップＳ１０２）。この場合、第１のフラグが降り、第２のフラグが立っていて、利用する動作ラインとして第２の動作ラインＬ２が選択されており、また、算出したエンジン１５０に対する要求パワーｓｐｖがＰｅａであるので、等パワーラインＰｅａが用いられる。すなわち、図２において、その等パワーラインＰｅａと第２の動作ラインＬ２との交点であるＣ点を求めれば、そのＣ点での回転数ｎｅ２とトルクｔｅ２が、求めるべきエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊と目標トルクｔｅ＊となり、そのＣ点が、目標動作点となる。

つまり、前述したとおり、エンジン１５０の動作点が、図２において、等パワーラインＰｅａと第１の動作ラインＬ１との交点であるＡ点にあるものとすると、その動作点は、Ａ点から、同じ等パワーラインＰｅａと第２の動作ラインＬ２との交点であるＣ点を、目標動作点として移行することになる。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１９０は、先に求めたエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅ＊から、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇ＊を算出し（ステップＳ１０４）、モータＭＧ１の実際の回転数ｎｇが、求めた目標回転数ｎｇ＊になるように、モータＭＧ１のトルクｔｇを制御する（ステップＳ１０６）。また、ステップＳ１０２で求めたエンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊を、通信によってＥＦＩＥＣＵ１７０に伝達する（ステップＳ１０８）。

一方、移行時制御処理におけるＥＦＩＥＣＵ側制御処理は、図５に示した通常制御処理におけるＥＦＩＥＣＵ側制御処理と異なっている。

図６はＥＦＩＥＣＵ１７０による移行時制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンはＥＦＩＥＣＵ１７０のＣＰＵ（図示せず）により実行される処理である。

図６に示した処理ルーチンが開始されると、まず、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、通信よってハイブリッドＥＣＵ１９０から伝達された、エンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊を受け取る（ステップＳ３００）。

次に、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、受け取ったエンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊の他、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて、ＶＶＴ１５７による吸気弁１５３の目標開閉タイミングＶＴ＊と、アクチュエータ２６２によるスロットルバルブ２６１の目標開度ＳＶＰ＊と、点火プラグ１６２での目標点火時期ＩＴ＊をそれぞれ求める（ステップＳ３０２）。

なお、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度は、予め、エンジン１５０の動作点が第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際における、エンジン１５０の回転数ｎｅをそれぞれ検出することにより、求めておく。

目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊は、具体的には、以下のようにして求める。

すなわち、まず、エンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊に基づいて、エンジン１５０からその目標トルクｔｅ＊を実際に出力させる際に必要となる、吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴと、スロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰと、点火プラグ１６２での点火時期ＩＴと、をそれぞれ求める。そして、求めた吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴとスロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰと点火プラグ１６２での点火時期ＩＴとを、それぞれ、最終目標開閉タイミングＶＴ＊Ｅと最終目標開度ＳＶＰ＊Ｅと最終目標点火時期ＩＴ＊Ｅとする。

次に、吸気弁１５３の目標開閉タイミングＶＴ＊については、予め求めたエンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて、現在の開閉タイミングＶＴから最終目標開閉タイミングＶＴ＊Ｅに至るまでの間で、目標開閉タイミングＶＴ＊の変化速度が、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、目標開閉タイミングＶＴ＊を細かく設定して、それらの値を求める。スロットルバルブ２６１の目標開度ＳＶＰ＊についても、同様に、予め求めたエンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて、現在の開度ＳＶＰから最終目標開度ＳＶＰ＊Ｅに至るまでの間で、目標開度ＳＶＰ＊の変化速度が、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、目標開度ＳＶＰ＊を細かく設定して、それらの値を求める。また、点火プラグ１６２での目標点火時期ＩＴ＊についても、同様に、予め求めたエンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて、現在の点火時期ＩＴから最終目標点火時期ＩＴ＊Ｅに至るまでの間で、目標点火時期ＩＴ＊の変化速度が、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、目標点火時期ＩＴ＊を細かく設定して、それらの値を求める。つまり、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊について、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度と同等のなましを入れるのである。

なお、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊または目標点火時期ＩＴ＊の変化速度が、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するとは、少なくとも、互いの変化速度の絶対値がほぼ一致していればよく、正負の符号が一致している必要はない。つまり、エンジン１５０の回転数ｎｅが減少し、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊が増加する場合でも、その変化速度の絶対値がほぼ一致していればよい。

次に、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、以上のようにして求めた目標開閉タイミングＶＴ＊に従って、吸気弁１５３の実際の開閉タイミングＶＴがその目標開閉タイミングＶＴ＊になるように、ＶＶＴ１５７に対し進角制御を行う。同様に、求めた目標開度ＳＶＰ＊に従って、スロットルバルブ２６１の実際の開度ＳＶＰが目標開度ＳＶＰ＊になるように、アクチュエータ２６２を制御する。また、同様に、求めた目標点火時期ＩＴ＊に従って、点火プラグ１６２における実際の点火時期ＩＴが目標点火時期ＩＴ＊になるように、イグナイタ１５８を制御する（ステップＳ３０４）。

このように、本実施例においては、エンジン１５０の動作点が、第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際に、ＥＦＩＥＣＵ１７０による制御処理において、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊または目標点火時期ＩＴ＊の変化速度が、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊または目標点火時期ＩＴ＊を設定するようにしている。

これに対し、上記した従来技術においては、エンジン１５０の動作点が第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際にも、ハイブリッドＥＣＵ１９０による制御処理及びＥＦＩＥＣＵ１７０による制御処理共に、通常制御処理（すなわち、図４に示したハイブリッドＥＣＵ側制御処理と図５に示したＥＦＩＥＣＵ側制御処理）を行っていたため、上述したような問題があった。

ここで、このような動作点制御処理によって、エンジン１５０に関わる各値がどのように変化するかについて、従来技術と本実施例とを比較しながら、図７と図８を用いて説明する。

図７は従来技術においてエンジン１５０に関わる各値が時間経過に伴ってどのように変化するかを示すタイミングチャートである。図７において、（ａ）はエンジン１５０の回転数ｎｅの時間的変化を、（ｂ）は吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴの時間的変化を、（ｃ）はスロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰの時間的変化を、（ｄ）は点火プラグ１６２での点火時期ＩＴの時間的変化を、（ｅ）はエンジン１５０から出力されるパワーＰｅの時間的変化を、それぞれ示している。図７において、横軸は時間であり、また、実線は、それぞれの実際の値を示し、点線は、それぞれの目標値を示している。

従来技術においては、上述したとおり、エンジン１５０の動作点を第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際に、通常時と同様の制御処理を行っていた。従って、エンジン１５０の目標回転数ｎｅ＊は、要求パワーｓｐｖと利用している動作ラインに基づいて求めているため、図７（ａ）に点線で示すごとくになり、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊は、それぞれ、エンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊のみに基づいて求めているため、図７（ｂ）〜（ｄ）に点線で示すごとくなった。

このとき、エンジン１５０の回転数ｎｅも、吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴ、スロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰ及び点火プラグ１６２での点火時期ＩＴも、それぞれ、求められた目標値になるように制御され、各々の目標値までの変更は成り行きで行われていた。しかし、エンジン１５０の回転にはイナーシャ（慣性）があるため、エンジン１５０の回転数ｎｅは、開閉タイミングＶＴ、開度ＳＶＰ及び点火時期ＩＴに比較して、応答が遅くなる。すなわち、開閉タイミングＶＴ、開度ＳＶＰ及び点火時期ＩＴについては、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、早期に目標値になるよう変化するため、それらに伴い、エンジン１５０のトルクｔｅも同様の変化を示すが、エンジン１５０の回転数ｎｅについては、図７（ａ）に示すように、目標値になるまでに或る程度の時間がかかってしまう。その結果、エンジン１５０から出力されるパワーＰｅは、図７（ｅ）に示すごとく、大きく変化してしまうことになる。

よって、従来技術では、図１１に示したように、エンジン１５０の動作点は、Ａ点から、トルクｔｅ上昇により、回転数ｎｅをほぼ変えることなく、第２の動作ラインＬ２上にあるＢ点まで移動し、その後、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度にしたがって、第２の動作ラインＬ２上を徐々に移動し、最終的にＣ点に至ることになる。

すなわち、エンジン１５０の動作点が等パワーラインＰｅａから外れてしまうため、動力性能が落ち、ＮＶが発生し、ドライバに違和感を与えてしまうという問題があった。

図８は本実施例においてエンジン１５０に関わる各値が時間経過に伴ってどのように変化するかを示すタイミングチャートである。なお、図８において、（ａ）〜（ｅ）、横軸、ならびに実線及び点線の各意味は、図７で述べたのと同じである。

本実施例においては、上述したとおり、エンジン１５０の動作点を第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際に、ハイブリッドＥＣＵ側制御処理については、通常時と同様の制御処理を行っているが、ＥＦＩＥＣＵ側制御処理については、図６に示したような制御処理を行っている。従って、エンジン１５０の目標回転数ｎｅ＊は、従来技術と同様に、要求パワーｓｐｖと利用している動作ラインに基づいて求めているため、図８（ａ）に点線で示すごとくになるが、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊は、エンジン１５０に対する目標トルクｔｅ＊の他、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて求めており、そのため、図８（ｂ）〜（ｄ）に点線で示すごとくなる。すなわち、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊は、図８（ｂ）〜（ｄ）に点線で示すように、それらの変化速度が、図８（ａ）に点線で示すエンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、変化することになる。

このため、エンジン１５０の回転数ｎｅについては、従来技術と同様に、目標値までの変更が成り行きで行われることになるが、吸気弁１５３の開閉タイミングＶＴ、スロットルバルブ２６１の開度ＳＶＰ及び点火プラグ１６２での点火時期ＩＴについては、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度にほぼ一致するように制御される。

従って、エンジン１５０の回転数ｎｅの応答が図８（ａ）に示すように遅くても、その応答に合わせるように、開閉タイミングＶＴ、開度ＳＶＰ及び点火時期ＩＴも、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すごとく徐々に変化するため、エンジン１５０のトルクｔｅも、それらと同様の変化を示し、その結果、エンジン１５０から出力されるパワーＰｅは、図８（ｅ）に示すごとく、ほぼ一定に保たれる。

よって、本実施例では、図２に示したように、エンジン１５０の動作点は、Ａ点から、等パワーラインＰｅａから外れることなく、等パワーラインＰｅａ上を徐々に移動し、最終的にＣ点に至ることになるため、動力性能を保ち、ＮＶの発生を抑えることができる。

Ｄ．実施例の効果：
以上説明したように、本実施例によれば、エンジン１５０の動作点が第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際に、ＥＦＩＥＣＵ側制御処理において、目標開閉タイミングＶＴ＊、目標開度ＳＶＰ＊及び目標点火時期ＩＴ＊を、それぞれ、その変化速度がエンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように与えているため、エンジン１５０の動作点は、等パワーラインＰｅａから外れることなく、エンジン１５０の動作点が第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行することになる。そのため、動力性能を保つことができ、ＮＶの発生を抑えることができる。

Ｅ．変形例：
Ｅ−１．変形例１：
上記した実施例においては、エンジン１５０の動作点を第１の動作ラインＬ１から第２の動作ラインＬ２に移行する際に、ハイブリッドＥＣＵ側制御処理については、通常時と同様の制御処理を行っており、エンジン１５０の回転数ｎｅについては、従来技術と同様に、目標値までの変更を成り行きで行っていたが、本発明は、これに限定されるものではない。

ハイブリッドＥＣＵ側制御処理において、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、算出した要求パワーｓｐｖと選択されているエンジン１５０の動作ラインの他、予め求めたエンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて、エンジン１５０の目標回転数ｎｅ＊を求めるようにしてもよい。すなわち、まず、要求パワーｓｐｖと動作ラインとに基づいて、エンジン１５０に対する最終目標回転数ｎｅ＊Ｅを求める。そして、エンジン１５０の回転数ｎｅの変化速度に基づいて、現在の回転数ｎｅから最終目標回転数ｎｅ＊Ｅに至るまでの間で、目標回転数ｎｅ＊の変化速度が、予め求めた回転数ｎｅの変化速度とほぼ一致するように、目標回転数ｎｅ＊を細かく設定して、それらの値を求める。

こうすることにより、エンジン１５０の目標回転数ｎｅを、エンジン１５０の回転数ｎｅの応答遅れが所定の範囲に収まるように、設定することができるため、エンジン１５０の回転数ｎｅを安定して変化させることができる。

Ｅ−２．変形例２：
上記した実施例において、２つの動作ラインとしては、例えば、第１の動作ラインＬ１として、燃費ベストの動作ライン、第２の動作ラインＬ２として、トルクベストの動作ラインの組み合わせを考えていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の組み合わせであってもよい。例えば、低温始動時などにおいては、油圧用のオイルが固まっていて、ＶＶＴがすぐには動作できない場合がある。そこで、そのような場合に対応する２つの動作ラインとしては、第１の動作ラインとして、ＶＶＴ非動作時用の動作ラインと、第２の動作ラインとして、ＶＶＴ動作時用の動作ライン（具体的には、前述の燃費ベストまたはトルクベストの動作ライン）の組み合わせなどが考えられる。この場合、ＶＶＴ非動作時用の動作ラインからＶＶＴ動作時用の動作ラインへの切り換えは、例えば、エンジン用の冷却水の温度またはオイルの温度が所定の温度を超えたら切り換えるようにする。

Ｅ−３．変形例３：
上記した実施例では、動力出力装置の構成として、図１に示した構成を用いていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の構成が適用可能である。

図１では、モータＭＧ２がリングギヤ軸１２６に結合されていたが、例えば、モータＭＧ２が、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に直結したプラネタリキャリア軸１２７に結合された構成をとることもできる。変形例３としての構成を図９に示す。図９では、図１の実施例と同様に、プラネタリギヤ１２０に関わるサンギヤ軸１２５にモータＭＧ１が結合され、プラネタリキャリア軸１２７にエンジン１５０のクランクシャフト１５６が結合されているが、モータＭＧ２がリングギヤ軸１２６ではなく、プラネタリキャリア軸１２７に結合されている点で、図１の実施例と相違している。

かかる構成においても、例えば、モータＭＧ１により回生された電力を用いて、プラネタリキャリア軸１２７に結合されたモータＭＧ２を駆動することにより、クランクシャフト１５６に直結したプラネタリキャリア軸１２７にはさらなるトルクを付加することができ、このトルク付加は、駆動軸１１２に要求トルクが出力されるように行われる。従って、図１の実施例と同様に、モータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやりとりされる動力を調整することにより、エンジン１５０から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸１１２から出力することができるので、エンジン１５０は、自由にその動作点を選択して運転することが可能である。従って、このような構成に対しても、本発明を適用することは可能である。

Ｅ−４．変形例４：
また、本発明は別の構成の動力出力装置に適用することもできる。変形例４としての構成を図１０に示す。上記した実施例や変形例３においては、エンジン１５０から出力された動力の一部を駆動軸１１２に伝達するための動力調整装置として、プラネタリギヤ１２０等を用いた機械分配型動力調整装置を用いていたのに対し、この変形例４では、動力調整装置として、対ロータ電動機等を用いた電気分配型動力調整装置を用いている。具体的には、この動力出力装置では、プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ１に代えて、クラッチモータＣＭを備える。クラッチモータとは、相対的に回転可能なインナロータ３０２およびアウタロータ３０４を備える対ロータ電動機である。図１０に示す通り、インナロータ３０２はエンジン１５０のクランクシャフト１５６に結合され、アウタロータ３０４は駆動軸１１２に結合されている。アウタロータ３０４には、スリップリング３０６を介して電力が供給される。アウタロータ３０４側の軸にはモータＭＧ２も結合されている。その他の構成は、図１で示した構成と同様である。

エンジン１５０から出力された動力は、クラッチモータＣＭを介して駆動軸１１２に伝達することができる。クラッチモータＣＭは、インナロータ３０２とアウタロータ３０４との間に電磁的な結合を介して動力を伝達する。この際、アウタロータ３０４の回転数がインナロータ３０２の回転数よりも低ければ、両者の滑りに応じた電力をクラッチモータＣＭで回生することができる。逆に、クラッチモータＣＭに電力を供給すれば、インナロータ３０２の回転数を増速して駆動軸１１２に出力することができる。エンジン１５０からクラッチモータＣＭを介して出力されたトルクが駆動軸１１２から出力すべき要求トルクと一致しない場合には、モータＭＧ２でトルクを補償することができる。

モータＭＧ２の役割は、図１に示した実施例の場合と同様である。従って、変形例４に対しても、本発明を適用することができる。

Ｅ−５．変形例５：
上記した実施例および変形例においては、パラレルハイブリッド方式の車両に本発明を適用した場合について説明したが、シリーズハイブリッド方式の車両に本発明を適用することも可能である。シリーズハイブリッド方式においても、原動機から出力された動力を、駆動軸に任意の回転数およびトルクで出力することができるので、原動機は自由に動作点を選択して運転することができるからである。

本発明の一実施例としての動作点制御装置、及び動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。 本発明の一実施例において用いられるエンジン１５０の動作ラインを示す説明図である。 本発明の一実施例におけるエンジン１５０の動作点制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 ハイブリッドＥＣＵ１９０による通常制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 ＥＦＩＥＣＵ１７０による通常制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 ＥＦＩＥＣＵ１７０による移行時制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 従来技術においてエンジン１５０に関わる各値が時間経過に伴ってどのように変化するかを示すタイミングチャートである。 本発明の一実施例においてエンジン１５０に関わる各値が時間経過に伴ってどのように変化するかを示すタイミングチャートである。 本発明の変形例３としての動作点制御装置、及び動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。 本発明の変形例４としての動作点制御装置、及び動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。 従来技術において第１の動作ラインから第２の動作ラインへ移行する際のエンジンの動作点の軌跡を示す説明図である。

符号の説明

１１０...動力出力装置
１１１...動力伝達ギヤ
１１２...駆動軸
１１３...動力受取ギヤ
１１４...ディファレンシャルギヤ
１１６...駆動輪
１１９...ケース
１２０...プラネタリギヤ
１２１...サンギヤ
１２２...リングギヤ
１２３...プラネタリピニオンギヤ
１２５...サンギヤ軸
１２６...リングギヤ軸
１２７...プラネタリキャリア軸
１２８...動力取出ギヤ
１２９...チェーンベルト
１３０...ダンパ
１３２...ロータ
１３３...ステータ
１４２...ロータ
１４３...ステータ
１５０...エンジン
１５１...燃料噴射弁
１５２...燃焼室
１５３...吸気弁
１５４...ピストン
１５６...クランクシャフト
１５７...ＶＶＴ
１５８...イグナイタ
１６０...ディストリビュータ
１６２...点火プラグ
１６４...アクセルペダル
１６４ａ...アクセルペダルポジションセンサ
１６５...ブレーキペダル
１６５ａ...ブレーキペダルポジションセンサ
１７０...ＥＦＩＥＣＵ
１７４...水温センサ
１７６...回転数センサ
１７８...回転角度センサ
１７９...スタータスイッチ
１８２...シフトレバー
１８４...シフトポジションセンサ
１９０...ハイブリッドＥＣＵ
１９１，１９２...駆動回路
１９４...バッテリ
１９９...残容量検出器
２００...吸入口
２０２...排気口
２６１...スロットルバルブ
２６２...アクチュエータ
２６３...スロットルバルブポジションセンサ
２６４...カムシャフトポジションセンサ
３０２...インナロータ
３０４...アウタロータ
３０６...スリップリング
ＣＭ...クラッチモータ
Ｌ１...第１の動作ライン
Ｌ２...第２の動作ライン
ＭＧ１...モータ
ＭＧ２...モータ
Ｐｅａ...等パワーライン

Claims (7)

1. 動力を出力する原動機と、該原動機の出力した動力の少なくとも一部を用いて発電し得る発電機と、発電により得られた電力を用いて、駆動軸に出力される動力が所望の動力となるよう運転される電動機と、を備えた動力出力装置における前記原動機の動作点を制御するための動作点制御装置であって、
   前記原動機の回転数とトルクとの関係において、前記原動機の動作点を制御する際の動作ラインとして、第１の動作ラインと、該第１の動作ラインよりも高トルク側に位置する第２の動作ラインと、を予め設定すると共に、前記原動機の動作点を前記第１の動作ラインから前記第２の動作ラインに移行するよう制御する際に、前記原動機のトルクを制御するための制御パラメータの目標値を、その変化速度が前記原動機の回転数の変化速度にほぼ一致するよう設定して、前記原動機の動作点を制御することを特徴とする動作点制御装置。
2. 請求項１に記載の動作点制御装置において、
   前記原動機は、エンジンであることを特徴とする動作点制御装置。
3. 請求項２に記載の動作点制御装置において、
   前記制御パラメータは、前記エンジンに搭載される連続可変バルブタイミング機構による吸気弁の開閉タイミング、前記エンジンにおけるスロットルバルブの開度または前記エンジンにおける点火プラグでの点火時期のうちの少なくとも１つであることを特徴とする動作点制御装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の動作点制御装置において、
   前記原動機の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸は、３軸を有するプラネタリギヤにそれぞれ結合されていることを特徴とする動作点制御装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の動作点制御装置において、
   前記発電機は、前記原動機の出力軸に結合されたロータと前記駆動軸に結合されたロータとを備える対ロータ電動機であることを特徴とする動作点制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちの任意の１つに記載の動作点制御装置と、前記動力出力装置と、を搭載したハイブリッド車両であって、
   前記駆動軸に出力される動力によって車輪を駆動することを特徴とするハイブリッド車両。
7. 動力を出力する原動機と、該原動機の出力した動力の少なくとも一部を用いて発電し得る発電機と、発電により得られた電力を用いて、駆動軸に出力される動力が所望の動力となるよう運転される電動機と、を備えた動力出力装置における前記原動機の動作点を制御する方法であって、
   （ａ）前記原動機の回転数とトルクとの関係において、前記原動機の動作点を制御する際の動作ラインとして、第１の動作ラインと、該第１の動作ラインよりも高トルク側に位置する第２の動作ラインと、を用意する工程と、
   （ｂ）前記原動機の動作点を前記第１の動作ラインから前記第２の動作ラインに移行するよう制御する際に、前記原動機のトルクを制御するための制御パラメータの目標値を、その変化速度が前記原動機の回転数の変化速度にほぼ一致するよう設定して、前記原動機の動作点を制御する工程と、
   を備えることを特徴とする動作点制御方法。

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